欢迎参加第2届北京科音CP2K第一性原理计算培训班，征服周期性计算（10月6-9日，北京）

sobereva

2023-Sep-10更新：本次培训报名已经开始，请点击http://www.keinsci.com/workshop/2KFP查看培训详情和报名方式

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北京科音自然科学研究中心（http://www.keinsci.com）将于2023年10月6至9日于北京冠京饭店举办“第2届北京科音CP2K第一性原理计算培训班”。此帖为培训预告，培训正式报名将于2023年9月10日中午12:00在北京科音官网的http://www.keinsci.com/workshop/2KFP页面正式开始，请欲报名者做好准备，切勿错过难得的学习机会！人数有限，报满即止，欢迎相互转告！

与培训有关的信息，如报名流程、发票、住宿、讲义、有没有线上培训等问题，见《北京科音办的培训班FAQ》（http://bbs.keinsci.com/thread-5098-1-1.html）。如果仔细看了FAQ对于培训仍有不清楚的问题，请发电子邮件到北京科音官方邮箱keinsci[at]sina.com咨询。


培训介绍

第一性原理（first principle）计算主要是指通过计算机计算的方式、使用基于量子力学的方法研究周期性体系，主要涉及固体、液体及其界面相关的各种问题的研究。研究的问题比如：固体表面的吸附能和势垒、表面催化反应机理、晶体的几何结构和电子结构，材料的各种性质（比如磁性、内聚能、晶格能、弹性、热膨胀系数、极化率）、凝聚相体系的各种电子和振动光谱，等等。北京科音CP2K第一性原理计算培训班就是专门讲授如何做第一性原理计算研究各类问题。

本培训基于知名的第一性原理程序CP2K来讲授。为什么此培训选择CP2K而不是基于其它程序来讲授？这是因为CP2K有非常多的优点，包括：功能非常全面，支持的理论方法丰富，开源免费，发展迅猛，计算速度极快。在流行的普适性的第一性原理程序里CP2K做DFT计算几乎是最快的，尤其是对于中、大体系计算速度更是彻底碾压绝大多数程序（耗时差异甚至达到数量级程度），这是因为CP2K在数值算法方面有大量独有的黑科技。由于CP2K的这些关键性优点，CP2K的用户增长迅速，受到越来越多的关注。熟练掌握CP2K就相当于拥有了第一性原理研究的一个顶级武器，而且抓住了未来。然而，CP2K目前的流行程度却远远低于其实际价值，很多做第一性原理计算的人对CP2K知之甚少，这完全是因为CP2K的用法是出了名的复杂，输入文件难写（动辄上百行），人性化程度极低，整体门槛很高，导致无数人对强大的CP2K望而生畏，还有新人甚至称其为“实力劝退”。而有了本培训，CP2K的这些问题都不再是问题！本培训里对CP2K计算有极其充分的讲解，可谓细致到每个角落，而且尽全力把复杂的CP2K包装成尽可能简单易用的程序，这使得学员能够很方便地使用CP2K游刃有余地研究各种问题。

本培训会把第一性原理计算研究各种问题所涉及的各种背景知识进行足够的讲解，使得参加者清楚地知道算的是什么、能理解为什么这样算，而又不会摆出过多的会令人看晕的枯燥的数学公式。培训中对计算各种问题涉及到的CP2K的输入文件写法、各种主要选项会进行清晰又全面和系统的介绍，对CP2K计算涉及的关键性的算法（尤其是CP2K独家的）都会着重讲解，使得参加者懂得如何又好又快又真正正确地用CP2K计算。对每类问题的计算，培训里都会讲解丰富且非常精心选择的例子，以使得参加者领会面对不同类型的问题该怎么计算、分析、讨论，把这些例子都充分领会后参加者就有了足够的举一反三的能力应对自己实际课题涉及的计算。

本培训里还涉及到许多辅助程序，用于建模、可视化、分析处理等目的，如VMD、GaussView、VESTA、Shermo、phonopy、各种shell和python脚本等。其中最关键的是北京科音开发的知名的电子波函数分析程序Multiwfn（http://sobereva.com/multiwfn）。结合CP2K产生的波函数信息Multiwfn不仅可以做丰富的电子结构分析，Multiwfn还提供了许多其它的CP2K辅助功能，如观看结构和晶体轨道、绘制能带结构、绘制DOS/PDOS、诸多实用的几何操作。Multiwfn还提供了精心设计、长期反复打磨的CP2K输入文件创建功能，在http://sobereva.com/587中对其中一小部分用法做了介绍。此功能可以令CP2K输入文件的创建变得异乎寻常的简单，原本需要有经验的人花不少时间写的上百行的输入文件，初学者依靠Multiwfn只需要照着屏幕上的提示敲几下键盘就能轻松创建出来（有些情况再手动稍微编辑几行即可），这扫除了CP2K使用的最大不便和门槛。在本培训中讲解各种例子的时候都会基于Multiwfn来创建输入文件，参加者会深刻感受到借助Multiwfn使用CP2K真是简单极了（当然，同时也必须掌握一些关键性知识，这都是培训里会着重讲解的）。

关于本培训的深度：本培训既不是初级班，也不是中级班，也不是高级班，而是深入浅出、从入门到精通。各个主题从CP2K相应功能的基础使用开始讲起，然后讲授的内容再不断加深、扩展。这使得CP2K和第一性原理计算零基础的学员能顺利上手，又完全不是只学点皮毛程度的初级操作，而是能在反复消化本培训内容后能达到比较高阶、应用自如的程度。由于本培训内容系统性非常强、涵盖的主题广泛、内容含金量高，而且大量内容都是别的地方完全学不到的，因此即便是具有较长时间CP2K使用经验的人，通过参加本培训也一定能达到查缺补漏、深化理解、拓展视野、更新知识、提升整体水平、掌握更多关键性的经验技巧的效果。

很值得一提的是，CP2K的自学难度实在是要用奇大来形容，是所有主流计算程序里几乎最难自学的，因为涉及的知识和大大小小的坑超超超极多，同时手册又写得抽象甚至不明不白，有的地方还有些bug，学习资源还颇为匮乏（官方学习资源又少又特别零散，第三方的更是少之又少），这几点凡是自学过CP2K的人都会深有感触。本培训讲授的内容可谓把几乎每一个坑都填平了。我们相信用过一段时间CP2K的人拿到本培训讲义时都将会有如获至宝的感觉，在参加培训后会感叹之前自己白走了巨量弯路、在各种碰壁中白浪费了太多时间。

曾于2023年3月举办的本培训的第1届获得了巨大的成功，有的学员对本培训的内容丰富程度甚至都用了“叹为观止”来形容！ 第1届的回顾和学员参后感想见http://bbs.keinsci.com/thread-35675-1-1.html，欢迎查看！本次CP2K第一性原理计算培训班将一如既往保持北京科音培训的高水准，继续对质量有最苛刻的要求。

本次培训在第1届的基础上做了大量更新和修正，使得内容明显更完美。加入了一个全新的主题“弹性性质的计算”（40多页ppt）。并在已有主题中又扩充了不少内容，比如Dirac锥、MOFX-DB金属有机框架化合物和沸石在线数据库、NaCl(100)表面弛豫的计算、温度依赖的声子信息、PMF表现的自由能垒和电子能垒的关系、动力学模拟过程中加限制势、旋轨耦合TDDFT、有效质量、GPW/GAPW算法细节、Monkhorst–Pack方法细节等等。

虽然第一性原理计算程序很多、各有各的用法，但做理论计算涉及的背景知识是很大程度互通的，而且在本培训里讲得很深入详细，因此即便你曾经是Quantum ESPRESSO、VASP、CASTEP等程序的用户，参加本培训也极有好处。


培训内容

培训讲授的主题如下。讲授内容的详细介绍参见：http://www.keinsci.com/workshop/KFP_content.html#detail

• 第一性原理计算概述
• 第一性原理计算的理论基础
• 晶体结构和材料高通量筛选的库
• CP2K的基础知识
• 能量的计算及相关问题
• 磁性体系的计算
• DFT+U的计算
• GW的计算
• 结构优化
• 电子结构的分析
• 能带结构和态密度的计算
• 相互作用的计算与分析
• 振动分析与振动光谱
• 热力学量及能量相关属性的计算
• 过渡态搜索与反应路径的产生
• 第一性原理分子动力学模拟
• 分子力学与QM/MM计算
• 电子激发与X光光谱的计算
• 隐式溶剂模型的使用
• 弹性性质的计算
• NMR的计算
• 电子g因子与超精细耦合的计算
• 约束性DFT与电子耦合的计算
• 路径积分分子动力学
• 第一性原理程序盘点
• 第一性原理相关书籍
  

本培训内容浩瀚，呕心沥血精心制作的幻灯片多达超过2000页！培训时会以黑白印刷装订成纸质讲义发给每位学员。

培训提供的相关电子文件超过多达2400个以上，包括所有用到的晶体结构文件、所有例子的完整的输入和输出文件、各种培训中用到的辅助程序和脚本、一些重要的电子文档，等等。

由于本培训的信息量真是超超超级大，有限的4天时间内讲不完，因此我们还向学员提供10个小时有余的补充视频，相当于额外又讲了一天多的信息量，所以本培训可以视为是4+1.2天的课程。

本培训有专属的QQ群，培训结束后一周内如果对培训所讲的内容有任何疑问、没完全搞懂的地方都可以在群里提问。即便在群解散后，讲授者依然会永久地、无偿地在9000人的规模最大、最活跃的计算化学QQ群“思想家公社”（18616395、466017436、764390338，哪个能搜到说明哪个目前能加）和我们创办的最专业、人气最高的综合性计算化学论坛“计算化学公社”（http://www.keinsci.com）中对学员学习和科研过程中遇到的问题进行解答。

关于新人是否适合参加本培训、需要有什么预备知识的问题，请参见培训详细介绍页面（http://www.keinsci.com/workshop/KFP_content.html）中的“关于初学者/新人是否适合参加CP2K培训的问题”一节的专门说明。


讲授者介绍

卢 天

现任北京科音自然科学研究中心主任，在量子化学与分子模拟方面有长期深入的研究，是用户遍及约90个国家的知名量子化学波函数分析程序Multiwfn（http://sobereva.com/multiwfn）的开发者。发表SCI论文90余篇，已被引用约3万次，连续入选Elsevier中国高被引学者名单，入选全球学者库网站公布的全球排名前10000的中国学者名单。担任过Nature Chemistry、Angewandte Chemie、J. Phys. Chem. Lett.、Inorg. Chem.、J. Org. Chem.、ACS Catal.、Carbon等70多种国际知名化学类期刊审稿人。从2015年至今已讲授过50期北京科音主办的量子化学、分子动力学、波函数分析、第一性原理的培训，授课总计超过2000小时，有非常丰富的教学经验。其讲授的课程因很高的含金量和认真的态度深受历届学员好评，场场爆满，获得了很好的口碑。​他也是9000人的知名度极高的计算化学交流QQ群“思想家公社”（18616395、466017436、764390338）的群主、世界范围规模最大且最专业的计算化学交流论坛“计算化学公社”（http://www.keinsci.com）的创建者和维护者、Sobereva网名主要使用者。他一直以来在论坛、QQ群里不留余力地义务解答海量计算化学问题已长达十五年以上，撰写过数百篇量共几百万字的高质量计算化学文章发表于博客（http://sobereva.com），对提升我国青年计算化学工作者的整体研究水平做出了积极贡献。个人详细介绍见：http://www.keinsci.com/members/Tian_Lu.shtml。


费用

• 学生自费价：1750元
• 教师（含博士后）以及企业人员自费价：2050元
• 学生公费价：2600元
• 教师（含博士后）公费价：2900元
• 企业人员公费价：3300元

费用包含全四天的听课费和资料费，学员需要自理食宿和交通费用。费用仅支持银行汇款和支付宝方式支付，不支持现金和刷卡支付。对有需要者我们可以提供盖有公章的《会议费用不支持公务卡支付》的证明以便部分学员报销。

关于不到现场参加的情况：如果因故不便到现场参加，可以照常报名并付款（和到现场听课的费用相同），然后由我们快递寄送印有全部培训所用幻灯片的极高含金量的讲义，通过提供的链接下载课上用到的所有电子资料，在培训完全结束后还可以在培训班专用网盘里下载现场的全程培训录音。由此通过讲义+录音+电子资料的方式自学也可以达到不错的学习效果。如果有任何搞不懂的都可以在培训群里问，会及时得到详细的解答。此类学员请在发送报名邮件的时候需注明是不到现场的，我们没有名额限制（注意这不叫线上培训，请勿向我们发邮件问是否有线上培训，本培训绝对不会有线上形式，既没有现场视频也没有现场直播，原因在《北京科音办的培训班FAQ》http://bbs.keinsci.com/thread-5098-1-1.html里红字写明了）。

jonson

继Gromacs,量化基础班之后，又进修了第一性原理CP2K班，社长的高强度轰炸下，收获满满，另外在我的宣传下，我们课题组五六个人要报名接下来开展的Gromacs培训班了

yihanxu

老师好，请问高通量筛选属于哪一种计算方法类别呢？
cp2k能做高通量筛选吗？

sobereva

yihanxu 发表于 2023-11-1 23:43
老师好，请问高通量筛选属于哪一种计算方法类别呢？
cp2k能做高通量筛选吗？

高通量筛选只是一个大的概念，具体怎么实现差别大了去了。
比如最简单情况，有一批待计算体系的cif文件，你要批量计算并筛选出其中gap小于某某值的体系，只要你学会了用CP2K算一个体系的这个量，那写个shell脚本做循环就能轻易实现这种筛选。脚本编写常识可以参考《详谈Multiwfn的命令行方式运行和批量运行的方法》（http://sobereva.com/612）。还有更复杂的，比如自动去互联网上的材料数据库里自动扒结构、自动做晶体结构预测等等，那就要再牵扯其它知识了。
高通量筛选并不是任何第一性原理程序本身分内的事，都是需要自己写脚本扩展，或者借助一些第三方的现成的workflow代码。

yihanxu

sobereva 发表于 2023-11-2 05:20
高通量筛选只是一个大的概念，具体怎么实现差别大了去了。
比如最简单情况，有一批待计算体系的cif文件 ...

谢谢!

zyj19831206

sobereva 发表于 2023-11-2 05:20
高通量筛选只是一个大的概念，具体怎么实现差别大了去了。
比如最简单情况，有一批待计算体系的cif文件 ...

请问社长，第一性原理扩展班具体的大纲可出了？

sobereva

zyj19831206 发表于 2023-11-3 22:25
请问社长，第一性原理扩展班具体的大纲可出了？

早着呢